浅谈大体积混凝土施工中的裂缝防治

浅谈大体积混凝土施工中的裂缝防治

李红志

（东北电力烟塔工程有限公司辽宁锦州121000）

摘要：在电力工程建设过程中，建（构）筑物基础等大体积混凝土工程施工中，由于温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性以及结构不合理等等原因，造成混凝土在施工过程中产生裂缝。本文根据多年工作经验对电力建设工程中大体积混凝土裂缝的成因及其防止措施等方面进行了论述。

关键词：电力工程；大体积混凝土；裂缝成因；控制和预防措施

引言

大体积混凝土施工主要特点是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1米。它的表面系数较小，水泥水化热释放较集中，内部温升较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。大体积混凝土的施工技术要求较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择、技术措施等有关环节做好充分的准备工作。本文以我们施工中常见的大体积混凝土项目（烟囱、冷却塔基础及循环水泵房底板等项目）为例，论述裂缝产生的原因及其防治。

1大体积混凝土产生裂缝的主要原因

1）水泥水化热

水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3～5天。

2）外界气温变化

大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差。应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。

3）混凝土的收缩

混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。

2浇筑前的准备工作

影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。

1）选择混凝土原材料，优化混凝土配合比。对主要材料要求如下：

选择混凝土原材料，优化混凝土配合比的目的是使混凝土具有较大的抗裂能力，即要求混凝土的绝热温升较小，抗拉强度较大，极限拉伸变形能力较大，线膨胀系数较小。

（1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。因此施工中选用低水化热高强的P.S42.5级矿渣硅酸盐水泥，通过掺加合适的外加剂以改善混凝土的性能，提高其抗渗能力。水泥选择：

（2）粗骨料：采用碎石，粒径5～25毫米，含泥量不大于1%.选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。

（3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5毫米，含泥量不大于3%.选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

（4）粉煤灰：根据试验掺入部分粉煤灰代替等量水泥。粉煤灰的掺量控制在10以内。

（5）外加剂：根据试验掺入具有缓凝减水和增塑的减水剂，在保持混凝土坍落度及强度不变的条件下，减少水泥用量，降低水化热。

2）混凝土配合比

（1）优化混凝土配合比：在保证混凝土强度及流动性条件下，减少水泥用量，降低水化热，增强砼保水性、粘聚性、和易性，减小延时损失。要求混凝土搅拌站提前做好混凝土试配。

（2）混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。

（3）粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。

（4）如设计允许，在浇筑混凝土的同时向基础均匀投掷150～200mm的石块，石块强度不低于粗骨料强度，投放量控制在基础混凝土量的5%以内。

3浇筑时采取的措施

浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常用方法有以下几种：

1）混凝土用水量与塌落度、振捣要求。（1）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量不大于配合比设计所给定的用水量；（2）应根据骨料含水量及时调整施工配合比；（3）运至浇筑地点的混凝土塌落度应符合要求，当有离析时，应进行二次搅拌，搅拌时间应由试验确定，严禁向运输到浇筑地点的混凝土任意加水；（4）振捣应均匀密实、不漏不过，通过样板墙检验。

2）混凝土浇筑要求。大体积混凝土浇筑时主要采用以下几种形式：（1）全面分层。即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。（2）分段分层。混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。（3）斜面分层。要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。

3）混凝土入模温度要求：控制混凝土的入模温度，在夏天不宜高于气温且不宜超过30℃，负温下不宜低于12℃。

4）拆模要求。混凝土的拆模时间除需考虑拆模时的混凝土强度外，还应考虑到拆模时的混凝土温度不能过高，以免接触空气时降温过快而开裂，更不能在此时浇凉水养护，一般≤15℃。拆模后及时覆盖连续注水养护，保证养护水的温度须与混凝土表面温度相适应以防止开裂。在寒冷气候下，应在模板外采取保温措施并延迟拆模时间；

4养护阶段注意事项

大体积混凝土养护时要注意温度控制。不仅要满足强度增长的需要，还应通过人工的温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。

混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：

1）混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25℃～30℃。

2）混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。

3）采用内部降温法来降低混凝土内外温差。

4）保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。

5）混凝土表层布设抗裂钢筋网片，防止混凝土收缩时产生干裂。

在大体积混凝土施工时掌握住它的基本知识，并根据实际采取有效措施，会使施工质量得到很好的保证。

5结语

大体积混凝土的裂缝对施工及其构筑物危害很大，严重影响了构筑物的安全使用。在电力工程建设中，施工时一定要严格把关，从原材料选择、混凝土配合比设计、施工工艺确定及养护等诸多环节采取有效的预防和控制措施，把混凝土的裂缝减少到最低限度，以避免危害结构的裂缝的产生。

参考文献

[1]GB50496-2009，大体积混凝土施工规范.